[發明專利]在形成半導體構造期間利用微波輻射的方法

有效

• 申請號: 200980135344.0
• 申請日: 2009-08-20
• 公開（公告）號: CN102150238A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 約翰·斯邁思;巴斯卡爾·斯里尼瓦桑;張明
• 申請（專利權）人: 美光科技公司
• 主分類號: H01L21/265
• 分類號: H01L21/265
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 宋獻濤

技術領域

本文涉及在形成半導體構造期間利用微波輻射的方法。

背景技術

利用半導體裝置制作來形成集成電路(IC)、微機電系統(MEMS)以及其它微結構及組合件。

IC的制作可涉及將摻雜劑植入到半導體襯底中，隨后激活所述摻雜劑。

所述植入可包括引導半導體襯底處的摻雜劑的激發原子或分子以將所述摻雜劑驅動到所述襯底內的所要深度，且可能損壞所述襯底。舉例來說，如果所述摻雜劑被驅動到單晶硅襯底中，那么所述襯底的一些區可由于此些區與所述摻雜劑的激發原子或分子的相互作用而變為非晶的。

所述非晶區為缺陷，且可擾亂集成電路組件的操作。因此，需要使所述非晶區再結晶。已使用熱能來使非晶區再結晶。然而，IC中所利用的許多材料對用于硅再結晶的熱能是不穩定的。如果存在此類材料，那么在不面臨損壞熱不穩定材料的風險的前提下熱能無法用于非晶硅的再結晶。因此，需要開發用于使非晶區再結晶的新方法。

非晶區除作為在摻雜劑植入期間所誘發的缺陷外，其還可通過其它機制發生，且在除集成電路外的其它結構中可成問題。舉例來說，在MEMS中非晶區可成問題，且因此將需要開發可應用于包含但不限于MEM制作及IC制作的半導體裝置制作的多種應用的方法。

已開發用于非晶區的再結晶的一些經改進方法，其中此些經改進方法包括將半導體構造暴露于射頻輻射或微波輻射。然而，即使所述經改進方法也可能導致對半導體構造的不合意加熱，且因此將需要開發用于非晶區的再結晶的新方法。

如上文所提及，在將摻雜劑植入到半導體襯底中之后激活所述摻雜劑。所述摻雜劑的激活包括將所述摻雜劑從鄰近半導體材料的晶格結構的間隙位置轉移到所述晶格結構的晶格位點中。傳統上利用熱能來進行摻雜劑激活，但此可導致先前所描述的與用于非晶材料的再結晶的熱能的利用相關聯的相同問題。盡管已存在將射頻輻射或微波輻射用于摻雜劑激活的一些努力，但此仍可導致對半導體構造的不合意加熱。因此，需要開發用于激活摻雜劑的避免對半導體構造的不合意加熱的方法。

附圖說明

圖1到圖3是在實例性實施例的各種工藝階段處的半導體構造的一部分的示意性橫截面圖。

圖4及圖5是在實例性實施例的各種工藝階段處的半導體構造的一部分的示意性橫截面圖。

圖6到圖9是在實例性實施例的各種工藝階段處的半導體構造的一部分的示意性橫截面圖。

圖10及圖11是在實例性實施例的各種工藝階段處的半導體構造的一部分的示意性橫截面圖。

圖12是在實例性實施例的工藝階段處的半導體構造的一部分的示意性橫截面圖。

圖13是在實例性實施例的工藝階段處的半導體構造的一部分的示意性橫截面圖。

圖14是計算機實施例的示意圖。

圖15是展示圖14計算機實施例的主板的特定特征的框圖。

圖16是電子系統實施例的高級框圖。

圖17是存儲器裝置實施例的簡化框圖。

具體實施方式

一些實施例包括利用具有約5.8吉赫的頻率的微波輻射來激活半導體構造內的摻雜劑及/或誘發半導體材料的結晶。將所述微波輻射稱作具有“約”5.8吉赫的頻率以指示將通常存在具有5.8吉赫的頻率的體能量的一些輻射頻譜。5.8吉赫的頻率對應于約5.2厘米的波長，且可替代地將所述輻射稱作具有約5.2厘米的主頻譜波長峰值。

具有約5.8吉赫的頻率的微波輻射與含硅半導體構造的硅耦合，但不與可構成半導體構造的金屬、含金屬組合物及電絕緣組合物耦合。利用術語“耦合”來指示能量從微波輻射向所指示材料轉移，且使用術語“去耦合”來指示微波輻射并不將能量轉移到所述所指示材料。

發現具有約5.8吉赫的頻率的微波輻射在低溫度下與硅耦合且在較高溫度下去耦合。耦合可僅在小于或等于500℃的溫度下發生，在一些實施例中可僅在小于或等于400℃的溫度下發生，且在一些實施例中可僅在小于或等于約350℃的溫度下發生。硅從與微波輻射耦合過渡到從微波輻射去耦合的溫度可稱作去耦合溫度。所述溫度是指體等溫狀態。

如果微波輻射與硅耦合，那么微波輻射可誘發此硅內摻雜劑的激活及/或誘發此硅的結晶。相反，高于所述去耦合溫度的硅對微波輻射是透明的，且因此微波輻射不將能量賦予高于所述去耦合溫度的硅。

可將去耦合視為熱誘發去耦合，在于所述去耦合是由硅材料的溫度的改變誘發的。可在半導體構造的制作期間利用此熱誘發去耦合來避免將所述構造加熱到將導致關于熱不穩定材料的問題的溫度。